Зонд для электромагнитного каротажа скважин

,11 4(5) С 01 Ч 3/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ каятяной 98,ототип) ное серужности, ертуруМФ 54) (57) ОГО КАР 1. ЗОНД ДЛЯТАЖА СКВАЖИые по длин ЗЛЕКТРОМАГНИТН, содержащийзонда излучаюнную с генераые катушки,тельной частью,вом кабеля сром, о т л иразнесенщую катуш у, соедин змеритель ором, иоединенн е с измер ой посредс регистрат соедине. панелью т ОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ(71) Центральная геофизичеэкспедиция Министерства непромышленности(56) 1. Патент США 9 41075кл. 324-б, опублик. 1978,2. Патент США Ф 3893020кл, 324-б, опублик. 1975 ( ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения воэможности исследования ближней зоны, он содержит выпоп ненный из проводящего материала экран в,форме трубы с продольным вырезом, охватывающий катушки и расположенный от оси катушек на расстоянии от 0,5 диаметра катушек до 0,3 длины зонда, а также устрой ство для прижатия экрана продольнь вырезом к стенке скважины.2. Зонд по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что попереч чение экрана имеет форму ок а продольный вырез имеет ап величиной 10-1803. Зонд по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что поперечное сечение экранаимеет прямоугольную форму, а продольный вырез совпадае с одной иэ сторон экрана.Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в устройствах для электромагнитного каротажа скважин.Известно устройство для электромагнитного каротажа скважины, предназначенное для определения удельного электрического сопротивления и диэлектрической проницаемости горных пород в скважине, содержащее 10 генератор переменного тока высокой частоты, излучающую и приемные катушки зонда, измерительную схему скважинного прибора и наземную панель, В скважинном приборе ЗЛС, на веденные в измерительных катушках, преобразуются в более низкую, чем рабочая, частоту и передаются по кабелю на поверхность. В наземной панели производятся вычисление и последующая запись на самописец разности фаз и отношения амплитуд сигналов, наведенных в измерительных катушках. По измеренным характеристикам электромагнитного поля с помощью специальных палеток определяют диэлектрическую проницаемость и удельное сопротивление горных пород 1.Недостатком известного устройства является низкая точность.Наиболее близкимпо технической сущности к изобретению является зонд для электромагнитного каротажа сква жин, содержащий разнесенные по длине зонда излучающую катушку, соеди ненную с генератором и измерительные катушки, соединенные с измерительной частью, соединенной посредством кабеля с панелью и регистратором 2,40Недостатком известного устройства является невозможность исследования ближней зоны из-за ограничений, не позволяющих выполнить зонд длиной менее 0,6-0,7 м (менее 3-ч диаметров 45 скважины) для исследования ближней к скважине зоны пласта при бурении на нефть и газ. Причина ограничения связана с тем, что при малой длине зонда, центированного на оси скважи О ны, не образуется боковая волна, несущая информацию о горных породах.Если зонд расположен на стенке скважины, то результаты измерений обусловлены интерференцией боковой вол ны, прошедшей по горной породе в области касания зондом стенки скважины, и волнами, прошедшими по буровому раствору, и не поддаются расшифровке.Цель изобретения - обеспечениевозможности исследования ближнейзоны,Цель достигается тем, что зонддля электромагнитного каротажа скважин, содержащий разнесенные по длине зонда излучаюшую катушку, соединенную с генератором, и измеритель,ные катушки, соединенные с измерительной частью, соединенной посредством кабеля с панелью и регистратором, содержит выполненный из проводящего материала экран в форме трубы с продольным вырезом, охватывающий катушки, расположенный отоси катушек на расстоянии от 0,5диаметра катушек до 0,3 длины зонда, а также устройство для прижатия экрана продольным вырезом к стенке скважины.Поперечное сечение экрана можетиметь форму окружности, а продольныйвырез может иметь апертуру величиной 10-180Кроме того, поперечное сечениеэкрана может иметь прямоугольнуюформу, а продольный вырез может совпадать с одной из сторон экрана,На фиг. 1 показаны схема зондаи его положение в буровой скважинес экраном, поперечное сечение которого имеет форму окружности, нафиг. 2 показана схема зонда и егоположение в буровой скважине сэкраном, поперечное сечение которого имеет прямоугольную форму,Зонд содержит излучающую 1 (фиг. 1) и измерительные 2 и 3 катушки, экран 4 с продольным вырезом 5, прижатым к стенке скважины 6. Генератор 7 соединен с излучающей катушкой 1. Измерительная часть прибора 8 соединена с приемными катушками 2 и 3, а также посредством кабеля с панелью 9 и регистратором 10. На фиг. 1 показаны пути движения электромагнитной волны: путь 11 от излучающей катушки, путь 12 по стенке экрана, путь 13 - по горной породе, путь 14 в от стенки экрана и горной породы к измерительным катушкам, прижимное устройство 15 обеспечивает прижатие продольного выреза 5 к стенке скважины 6.Зонд работает следующим образом.Для проведения каротажа зонд прижимают продольным вырезом 5 к стенке скважины 6 с помощью прижимного устройства 15. Генератор 7 с помощью излучающей катушки 1 создает в окружающей среде электромагнитные волны, которые проходят по пути 11 внутри экрана и образуют боковую волну на границе с внешней средой, распространяются во внешней среде по пути 12 в экране и 13 - в горной породе и по пути 14 приходят к измерительным катушкам. 2 и 3.Боковая волна, проходящая в экраЮне на пути 12, испытывает сильное затухание.За пределы экрана волна не выходит, поэтому боковые волны на участ. ках, закрытых экраном от внешней среды, не приходят к измерительным катушкам 2,3.Боковые волны, образующиеся в горных породах, открытых продольным вырезом 5, несут информацию о диэлектрической проницаемости и удельном электрическом сопротивлении пород. При условии выбора достаточно короткого зонда (длиной 0,1 0,3 м) это будут свойства промытой зоны или эоны проникновения. С достаточной точностью можно предположить, что ЭДС, наведенная в измерительных катушках 2 и 3, будет прямо . пропорциональна апертуре продольного выреза 5. Если ЭДС в среде без экрана принять эа единицу, то при наличии экрана ЭДС будет составлять с/360 часть единицы ( К - апертура, выраженная в угловых градусах). ЭДС, наведенные в измерительных ка 107671 4тушках 2,3, поступают на вход измерительного прибора 8 и затем на панель 9 и регистратор 10.Для устранения прямой индуктивной связи между приемными и измерительными катушками максимальнаяширина сечения экрана должна бытьв 3 раза меньше длины зонда.Для уменьшения воздействия эк 1 О рана на параметры катушек (комплексное сопротивление, добротность нт.д.) минимальная ширина сеченияэкрана не должна превышать 0,5 диаметра катушек.Зонд, представленный на фиг. 2,содержит те же элементы, что и зондна фиг. 1, и работает таким же образом, но отличается тем, что поперечное сечение экрана имеет прямо 2 О угольную форму.Экспериментальные измерения проводились зондом на частоте 60 ИГцс экраном, выполненным из меди иимеющим диаметр 40 мм. Длина экран на зонда 700 мм, апертура вырезаощели - 70 . Глинистая корка имитировалась перемещением прибора отстенки бака диаметрам 140 мм к егоцентру, Эксперимент показал степеньвлияния глинистой корки, подтвердил .отсутствие влияния среды, расположенной за экраном зонда. Использование изобретения позволяет осуществить измерения диэлектрической проницаемости и удельного электрического сопротивления горных пород в ближней к стенке скважины зоне на расстоянии 10-15 см, исключить влияние бурового раствора при измерениях короткими зондами.1107671Захаз 29 1 ч/6 Тираж 748 Подписное ВНИИП иал ППП "Патент", г.Ужгород,оектная,